Xác định trị số áp suất để sản xuất ván coppha từ nguyên liệu cây luồng dendrocalamus barbatus

Bộ giáo dục và đào tạo

Bộ nông nghiệp và PTNT

Trường đại học lâm nghiệp

Nguyễn Trung Hiếu

Xác định trị số áp suất
để sản xuất ván coppha từ nguyên liệu
cây luồng (Dendrocalamus barbatus)
_______________________

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Hà Tây - 2006


Bộ giáo dục và đào tạo

Bộ nông nghiệp và PTNT

Trường đại học lâm nghiệp

Nguyễn Trung Hiếu

Xác định trị số áp suất
để sản xuất ván coppha từ nguyên liệu
cây luồng (Dendrocalamus barbatus)

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy, thiết bị và công nghệ gỗ, giấy

MÃ số: 60.52.24

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

hướng dẫn khoa học: pgs.ts. Nguyễn Hữu quang
ts. Phạm văn chương

Hà Tây - 2006


Mục lục
Nội dung

Trang

Đặt vấn đề

1

Chương 1: Tổng quan

3

1.1. Lược sử nghiên cứu và vấn đề tồn tại

3

1.1.1. Trên thế giới

3

1.1.2. ở Việt Nam

4

1.2. Về coppha

5

1.2.1. Định nghĩa

5

1.2.2. Phân loại

5

1.2.3. Yêu cầu cơ bản của coppha

6

1.3. Về nguyên liệu cây luồng

11

1.3.1. Tên gọi

11

1.3.2. Điều kiện sinh trưởng, phân bố

11

1.3.3. Cây luồng - nguồn nguyên liệu có giá trị và phong phú

13

1.4. Tính cấp thiết của luận văn

14

1.4.1. Lý do chọn luận văn

14

1.4.2. Đòi hỏi thực tiễn cần giải quyết

15

1.4.3. ý nghĩa khoa học của luận văn

16

Chương 2: Mục tiêu và phương pháp nghiên cứu

17

2.1. Mục tiêu nghiên cứu

17

2.2. Phương pháp nghiên cứu

17

2.2.1. Các yếu tố cố định

17

2.2.2. Yếu tố thay đổi

18

2.2.3. Các tính chất cần xác định

18

2.3. Nội dung nghiên cứu

18

2.3.1. Điều tra về nguyên liệu

18

2.3.2. Điều tra về sản phẩm

18

2.3.3. Xây dựng cơ sở lý thuyết và lựa chọn thông sô chế độ ép

18

2.3.4. Thực nghiệm tạo sản phẩm

18

2.3.5. Kiểm tra chất lượng sản phẩm

18

2.3.6. Phân tích đánh giá kết qu¶

18


Chương 3: Cơ sở lý luận

19

3.1. Nguyên liệu

19

3.1.1. Nguồn gốc cây luồng

19

3.1.2. Tình hình sử dụng cây luồng

20

3.1.3. Đặc điểm cấu tạo, thành phần hoá học và các tính chất vật lý cơ học
của nguyên liệu

21

3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

29

3.2.1. ảnh hưởng các thông số thuộc về nguyên liệu

30

3.2.2. ảnh hưởng các thông số thuộc về chất kết dính

34

3.2.3. ảnh hưởng các thông số thuộc về công nghệ ép

35

3.3. ứng dụng lý thuyết toán thống kê trong thực nghiệm

42

Chương 4: Thực nghiệm

44

4.1. Lựa chọn phương án thực nghiệm

44

4.1.1. Phương án 1

44

4.1.2. Phương án 2

45

4.2. Các bước chuẩn bị

46

4.2.1. Chuẩn bị nguyên liệu

46

4.2.2. Chuẩn bị chất kết dính

46

4.2.3. Chuẩn bị thiết bị

48

4.3. Thiết kế sản phẩm và chọn chế độ ép

49

4.3.1. Thiết kế sản phẩm

49

4.3.2. Chọn chế độ ép ván mẫu

49

4.3.3. Tiến hành thực nghiệm

50

Chương 5: kết quả nghiên cứu và thảo luận

55

5.1. Kiểm tra các thông số ngoại quan của sản phẩm

55

5.2. Kiểm tra các tính chất vật lý của sản phẩm

56

5.3. Kiểm tra các tích chất cơ học của sản phẩm

59

Kết luận và kiến nghị

66

1. Kết luận

68

2. Kiến nghị và đề xuất

70


Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan luận văn Thạc sĩ khoa học mang tên Xác định
trị số áp suất ép để sản xuất ván coppha từ nguyên liệu cây luång
(Dendrocalamus barbatus) ” m· sè: 60 - 52 - 24 là công trình nghiên
cứu khoa học của bản thân tôi. Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả
nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa sử dụng
cho bảo vệ một học vị nào. Các thông tin, tài liệu trình bày trong luận
văn này đà được ghi rõ nguồn gốc.
Tôi xin chịu trách nhiệm trước Hội đồng khoa học về lời cam
đoan của mình.

Hà Tây, ngày 05 tháng 8 năm 2006
Học viên thực hiện

Nguyễn Trung HiÕu

Lời cảm ơn
Luận văn mang tên: "Xác định trị số áp suất ép (P) để sản xuất ván
coppha từ nguyên liệu cây luồng (Dendrocalamus barbatus)" là công trình
khoa học được nghiên cứu đầu tiên tại Việt Nam, do vậy trong quá trình thực
hiện đà gặp không ít những khó khăn, nhưng với sự cố gắng nỗ lực của bản
thân và sự giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo, các cán bộ công nhân viên
cùng các đồng nghiệp và gia đình đến nay luận văn đà hoàn thành nội dung
nghiên cứu và mục tiêu đặt ra.
Nhân dịp này, tôi xin đặc biệt bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy
giáo hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Hữu Quang; TS. Phạm Văn
Chương đà hết lòng dìu dắt, định hướng, tận tình hướng dẫn về kiến thức
chuyên môn, phương pháp nghiên cứu khoa học và cung cấp nhiều tài liệu có
giá trị khoa học và thực tiễn để tôi hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới các thầy giáo, cô giáo trong khoa Sau đại
học, khoa Chế biến lâm sản; các cán bộ CNV Trung tâm nghiên cứu thực
nghiệm và chuyển giao công nghệ Công nghiệp rừng; Trung tâm thí nghiệm
trường Đại học Lâm nghiệp; Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam; Văn
phòng Tỉnh uỷ tỉnh Hà Giang; sở Nông nghiệp các tỉnh: Hoà Bình, Hà Tây,
Phú Thọ, Tuyên Quang, Hà Giang,... ; lâm trường Lương Sơn tỉnh Hoà Bình
cùng các đồng nghiệp đà tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện và dành thời gian
cung cấp th«ng tin cho t«i trong thêi gian t«i thùc hiƯn luận văn.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn tới toàn thể gia đình
và những người thân đà luôn động viên và tạo điều kiện thuận lợi về vật chất,
tinh thần cho tôi trong suốt thời gian qua.
Hà Tây, ngày 05 tháng 8 năm 2006
Học viên thùc hiÖn

1

đặt vấn đề
Cây luồng là loại tre có thân mọc cụm, phân bố chủ yếu ở tỉnh Thanh
Hoá. Từ năm 1984 cây luồng Thanh hoá đà được di thực ra vùng Tuyên
Quang, Phú Thọ, Ninh Bình, Hà Tây, Hoà Bình, Lào Cai, Yên Bái, Hà Giang,
Nghệ An, v.v...
Tại châu á nơi nhiều nhất về chủng loại là Trung Quốc, ấn Độ,
Indonesia, Philippines, Thái Lan, Nhật Bản... ở Việt nam chiếm khoảng
1/5 tổng số chi loài trên thế giới.
Cây luồng cũng như các loại tre, nứa khác đà được biết đến và được sử
dụng lâu đời, có sản lượng lớn và có giá trị đứng thứ 2 sau gỗ. Vì vậy trong
công nghiệp sản xuất ván nhân tạo cây luồng là nguồn nguyên liệu quan trọng
để tạo ra: ván cót ép, ván ép lớp, ván dán tre, ván mành tre, ván dăm tre, loại
ván phức hợp (phức hợp dăm tre, phức hợp tre gỗ) vì loại nguyên liệu này đáp
ứng được các tính chất cũng như chỉ tiêu làm ván nhân tạo như: độ bền ép dọc
thớ, uốn tĩnh, sức dẻo dai... đều rất cao; lại là loại cây sinh trưởng nhanh, từ
khi lên măng đến lúc trưởng thành chỉ trong thời gian ngắn, từ: 3 - 5 năm có
thể khai thác được, trữ lượng lớn, tập trung và ổn định.
Cây luồng cũng như gỗ đều là chất hữu cơ sinh trưởng tự nhiên, đều
thuộc vật liệu không đẳng hướng nhưng ở hình thái ngoại quan kết cấu và
thành phần hoá học cũng rất khác nhau, tính chất vật lý, cơ học có đặc thù
riêng của nó. So với gỗ, cây luồng có cường độ chịu lực cao hơn (đặc biệt là
phần cật), dễ gia công, do đó cây luồng có nhiều khả năng ứng dụng trong
công nghiệp chế biến thành những sản phẩm phục vụ nhu cầu trong nước và
xuất khẩu.
Từ những tính ưu việt đó của cây luồng, trong những năm gần đây
ngoài việc nghiên cứu các sản phẩm ván nhân tạo từ gỗ, ngành Chế biến lâm
sản một số nước như Trung Quốc, ấn Độ, Indonesia... đà tiến hành nghiên cứu

2

để sản xuất ra các sản phẩm từ nguyên liệu cây tre, nứa trong đó có cây luồng
và đà thành công, mang lại giá trị kinh tế cao.
ở Việt nam, đến 2010 công nghiệp và xây dựng chiếm từ: 40 - 41%
GDP (Tiềm năng Việt Nam thế kỷ 21, NXB Thế giới, tháng 1/2004 ), điều đó
đồng nghĩa với nhu cầu về vật liệu cho ngành xây dựng trong đó có coppha rất
cao. Một số loại nguyên liệu làm coppha đà được nghiên cứu và sản xuất thành
công, trong đó có coppha ván dán của nhà máy gỗ Cầu Đuống, coppha sắt,
coppha nhựa và coppha bằng tre, nứa. Để góp phần nâng cao khả năng ứng
dụng và tận dụng nguồn nguyên liệu phong phú từ cây luồng - một loại cây
thuộc họ tre, nứa để sản xuất ra những sản phẩm mới đáp ứng nhu cầu thị
trường nhất là trong lĩnh vực xây dựng chúng tôi tiến hành nghiên cứu luận văn:
" Xác định trị số áp suất (P) để sản xuất ván coppha từ nguyên liệu
cây luồng (Dendrocalamus barbatus)"


3

Chương 1
Tổng quan
1.1. Lược sử nghiên cứu và vấn đề tồn tại
1.1.1 Trên thế giới
Hiện nay việc nghiên cứu và đưa tre, nứa nói chung và cây luồng nói
riêng vào sử dụng trong công nghệ sản xuất ván nhân tạo không còn mới.
Chính vì lẽ đó, công nghệ sản xuất ván nhân tạo từ cây họ tre, nứa đang phát
triển rất mạnh. Có thể nói, các sản phẩm ván nhân tạo đa dạng về chủng loại,
phong phú về mẫu mÃ, chúng có khả năng đáp ứng ngày càng gần hơn nhu
cầu của nhiều loại hình công nghệ, lĩnh vực trong đời sống hàng ngày. Các

sản phẩm có kích thước khác nhau, tỷ lệ kết cấu, chủng loại nguyên liệu và
mục đích sử dụng khác nhau. Không chỉ dừng tại đó, việc đi sâu nghiên cứu
để tìm và tạo ra những loại vật liệu mới từ nguyên liệu có sẵn vẫn là một động
lực thúc đẩy các nhà khoa học, các nhà nghiên cứu. Trong tương lai, nhiều sản
phẩm mới sẽ ra đời (trong đó có ván coppha từ cây luồng) đáp ứng ngày càng
cao hơn nhu cầu, mục đích sử dụng.
Trong những năm gần đây, tại các nước như: ấn Độ, Trung Quốc, Thái
Lan, Indonesia, Philippines... ngành chế biến phát triển mạnh, sản phẩm của họ
có mặt hầu hết trên thị trường thế giới, mang lại nguồn thu nhập đáng kể cho
ngân sách Quốc gia. Trong những sản phẩm đó có thể kể đến các sản phẩm ván
nhân tạo, thủ công mỹ nghệ và chuyển giao công nghệ, thiết bị. Coppha dùng
trong xây dựng từ nguyên liệu tre, nứa được hình thành và xuất hiện trên thị
trường từ những năm 1950 tại Trung Quốc và sau này có tại ấn Độ, Philippines.
Tuy nhiên ván coppha từ cây luồng - một loại cây thuộc họ tre, nứa là một vấn
đề mới và chưa có tài liệu và công trình nào nghiên cøu cơ thĨ.


4

1.1.2. ở Việt Nam
Hiện nay ngành Chế biến lâm sản của Việt Nam đang trên đà phát triển
để tương xứng với tiềm năng về nguyên liệu (diện tích rừng tự nhiên và rừng
trồng tăng lên trong những năm gần đây). Trong những năm qua đà có một số
luận văn nghiên cứu về tre, nứa như: Nghiên cứu về công nghệ và tuyển chọn
thiết bị để sản xuất ván ốp tường, ván dăm trang trí nội thất bằng tre, nứa;
Nghiên cứu sử dụng ván nứa ép 3 lớp, nghiên cứu một số yếu tố công nghệ sản
xuất ván dăm từ nguyên liệu tre Việt Nam... đặc biệt khoa Chế biến lâm sản
trường Đại học Lâm nghiệp đà có các công trình nghiên cứu về cây họ tre,
trúc trong công nghệ sản xuất ván nhân tạo, như tài liệu [14]...., các tài liệu đó
đà đưa ra một số kết luận sau:

- Các cây họ tre, trúc có thể sử dụng làm nguyên liệu trong sản xuất ván
nhân tạo
- Nguyên liệu họ tre, trúc phong phú, đa dạng và được phân bố rộng rÃi
khắp cả nước và có vị trí đứng thứ 2 sau nguyên liệu gỗ
- Màng lụa và cật tre không có khả năng dán dính
- Khả năng trương nở của cây họ tre, trúc theo chiều xuyên tâm lớn hơn
so với chiều dọc thớ, dẫn đến việc trương nở của ván nhân tạo từ cây họ tre
trúc lớn hơn ván nhân tạo từ nguyên liệu gỗ.
- Các sản phẩm ván nhân tạo từ tre, trúc dễ bị nấm mốc xâm nhập;
- Các sản phẩm ván nhân tạo từ tre, trúc có khả năng chịu được trong
môi trường ẩm.
Ngoài ra, năm 2004 mét nhãm sinh viªn nghiªn cøu khoa häc cđa
tr­êng Đại học Lâm nghiệp đà tiến hành nghiên cứu về khả năng ván dán đặc
biệt từ cây họ tre trúc, ®· ®­a ra mét sè kÕt luËn sau:
- TÝnh chÊt của sản phẩm ván nhân tạo được sản xuất từ cây họ tre, trúc
phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: chiều dày của nan tre, độ ẩm nan, chế độ,
công nghệ ép, lượng và loại keo sử dụng.


5

- ưu điểm đặc biệt của loại sản phẩm này là công nghệ sản xuất đơn
giản, khả năng sử dụng nguyên liệu ổn định...
Một số công trình nghiên cứu đà được ứng dụng vào sản xuất. Các công
trình nghiên cứu trên có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Nó ®· më ra mét
h­íng ®i míi cho ngµnh ChÕ biÕn lâm sản của Việt Nam. Tuy nhiên, để tận
dụng tối đa nguồn nguyên liệu sẵn có của đất nước cần tạo ra nhiều sản phẩm
đáp ứng nhu cầu thị trường từ nguyên liệu tre, nứa. Cây luồng là một loài cây
thuộc họ tre nứa, ngoài việc làm nguyên liệu để sản xuất ván ghép thanh, đồ
thủ công mỹ nghệ, cây luồng còn có thể làm nguyên liệu để nghiên cứu tạo ra

những sản phẩm mới có giá trị kinh tế. Do vậy, nghiên cứu để sử nguyên liệu
cây luồng làm ván coppha dùng trong xây dựng là một hướng nghiên cứu.
Nguyên cứu tạo ván coppha từ nguyên liệu cây luồng là công trình nghiên cứu
đầu tiên tại nước ta được dựa trên cơ sở những đặc tính ưu việt và tiềm năng
của loại nguyên liệu, khắc phục tối đa những hạn chế để hình thành sản phẩm
mới trên thị trường của Việt Nam - sản phẩm ván coppha từ nguyên liệu cây
luồng.
Kết luận: Qua sơ lược nghiên cứu cho thấy cây luồng là một loại cây
của họ tre, nứa và cây luồng cũng đà được sử dụng rộng rÃi trong công nghiệp
ván nhân tạo. Do vậy, có thể dùng luồng làm nguyên liệu để tiến hành nghiên
cứu tạo ra ván coppha dùng trong xây dựng.
1.2. Về coppha
1.2.1. Định nghĩa
Coppha là thuật ngữ dùng để chỉ loại vật liệu trong lĩnh vực xây dựng,
nó được cấu thành từ các chi tiết được lắp ghép với nhau tạo thành những
khuôn, mảng hoặc mặt phẳng. Nó được sử dụng để định hình những sản phẩm
trong kết cấu xây dựng, như sàn, mái, cột,....
1.2.2. Phân loại
Có nhiều cách phân loại coppha


6

+ Căn cứ vào nguồn gốc nguyên liệu người ta chia coppha làm hai
loại: coppha từ gỗ tự nhiên và coppha nhân tạo.
Coppha từ gỗ tự nhiên: Bao gồm các loại gỗ khai thác sau đó được chế
biến thành những tấm (thanh) theo kích thước tiêu chuẩn hoặc đơn đặt hàng xác
định. Thông thường đối với loại này người ta hay sử dụng các loại gỗ nhóm 7,
nhóm 8 để sử dụng. Loại coppha này thông thường chỉ sử dụng được một vài
lần, dễ mục nát dưới tác động của môi trường, kích thước hạn chế, độ phẳng bề

mặt không cao, sức chịu đựng môi trường kém. Trước kia, người ta thường hay
sử dụng loại coppha này vì gỗ tự nhiên phong phú và giá thành rẻ, hơn nữa các
công trình xây dựng với quy mô nhỏ. Ngày nay, loại coppha này vẫn được sử
dụng đối với các công trình xây dựng nhỏ ở nông thôn, miền núi.
Coppha nhân tạo: Bao gồm coppha sắt, coppha thép, coppha nhựa và
coppha từ ván nhân tạo. Thông thường các loại coppha này có độ bền cao,
cường độ chịu lực lớn và sử dụng được nhiều lần, đáp ứng được các yêu cầu
về kích thước, độ phẳng, độ bền chịu lực, tuy nhiên giá thành cao. Thường
được sử dụng trong các công trình với quy mô lớn và được sử dụng nhiều lần.
Căn cứ vào mục đích sử dụng chia làm hai loại: coppha phẳng và
coppha cong.
Coppha phẳng được sử dụng đối với những bộ phận phẳng trong các
công trình xây dựng như trần nhà, tường,...
Coppha cong được sử dụng đối với các bộ phận cong trong các công
trình xây dựng như cột, các vòm mái,...
Căn cứ vào tính năng của coppha chia làm hai loại: coppha dùng một
lần và coppha dùng nhiều lần...
1.2.3. Yêu cầu cơ bản của coppha
Hiện nay, đối với cây luồng làm ván coppha chưa có trên thị trường
Việt Nam, do vậy chưa có tiêu chuẩn so sánh. Trong quá trình thực hiện luận
văn chúng tôi đà sử dụng tiêu chuẩn ZB-B 70006-88 đối với coppha ván dán


7

để so sánh. Đối với tiêu chuẩn này có thể áp dụng so sánh đối với vật liệu
coppha cây luồng.
+ Kích thước và sai số của sản phẩm: Hiện nay, do nhu cầu xây dựng
những năm gần đây phát triển mạnh, coppha được sử dụng phổ biến và đa
dạng trên thị trường. Chính vì vậy, kích thước của coppha cũng rất đa dạng

và phong phú, tuỳ theo từng vật liệu làm coppha mà có những quy định về
kích thước.
Đối với coppha được sản xuất từ ván dán, sản phẩm có kích thước như
bảng 1.2.
Bảng 1.2. Tiêu chuẩn kích thước đối với ván coppha
Chiều dài (mm)
1830
1830
2135
2440

Chiều rộng (mm)
915
1220
915
1220

Chiều dày (mm)
12; 15; 18

Chú ý: Kích thước có thể theo đơn đặt hàng
Sai sè chiỊu dµi vµ chiỊu réng: 3 mm
ChiỊu dµy: 12  0,6; 15  0,8; 18  1,0
Tiªu chuÈn sai số theo các chiều được ghi bảng 1,3; 1,4; 1,5
Bảng 1.3. Tiêu chuẩn sai số theo các chiều của sản phẩm
Các chiều

Đơn vị

Kích thước

450,610,760,

Chiều dài (l)

mm

Chiều rộng (w)

mm

75,90,100

Chiều dày (t)

mm

9,12,18

900, 915

§é sai lƯch cho phÐp
Δlave≤ 0,5
Δwave≤0,15
Wmax- wmin ≤ 0,3

Δtave≤0,5
tmax- tmin ≤ 0,5


8

Bảng 1.4. Theo tiêu chuẩn LY/T 1005-2002
Chiều rộng

Chiều dài

Độ dày

(mm)

(mm)

(mm)

915

1220

1830

2000

2135

2440

10,12,15,18,

1000

1220

1830

2000

2135

2440

20,22,25,

1220

1220

1830

2000

2135

2440

28,30

Ngoài kích thước theo tiêu chuẩn quy định, trong thực tiễn sản xuất,
kích thước của coppha còn được quy định bởi sự thoả thuận giữa người sử
dụng và người sản xuất.
Bảng 1.5. Sai số đường chéo sản phẩm coppha

Chiều dài (mm)

Chiều rộng (mm)

Sai số theo đường chéo (mm)

1830

915

3

1830

1220

2135

915

2440

1220

4
5

Ván dán căn cứ vào chất lượng gỗ và yêu cầu gia công có thể phân
thành 2 loại A và B. Các thông số ngoại quan của sản phẩm có thể áp dụng
theo bảng 1.6.

9

Bảng 1.6. Các thông số ngoại quan của sản phẩm
Tên

Ván mặt

khuyết
tật gia

Hạng mục kiểm tra

Đơn vị
tính

Mặt phải
Mặt trái

A

B

mm

0.5

1.0

1.5

mm

40

60

120

mm

60

80

120

miếng/m2

5

10

-

mm

15

20

30

mm

0.5

1.0

1.5

công
khe hở vá ván và ván
nền nhỏ hơn hoặc
bằng
vá ván

đường

gỗ

lá

kính cho rộng
phép

gỗ lá kim
số lượng

vá

theo

dải

(xơ,

xước)

chiều rộng nhỏ hơn
hoặc bằng
khe hở nhỏ hơn hoặc
bằng

+ Tiêu chuẩn chất lượng
- Tính cơ lý: Đây là một yêu cầu cơ bản đối với coppha. Đối với vật
liệu làm coppha phải đảm bảo điều kiện sau:
- Cường độ chịu lực, chịu va đập cao
- Khả năng chịu sự tác động của môi trường nhiệt, ẩm.
+ Chất lượng bề mặt
Bề mặt của coppha có liên quan trực tiếp tới bề mặt của các bộ phận
trong công trình xây dựng. Do vậy bề mặt của coppha phải đảm bảo độ
phẳng trong một kích thước xác định.
- Độ ẩm tuyệt đối của sản phẩm xuất xưởng nhỏ hơn hoặc bằng 14%.
- Độ bền kéo trượt của ván theo quy định trên b¶ng 1.7.


10

Bảng 1.7. Độ bền kéo trượt của sản phẩm

Tên cây

Độ bền kéo trượt màng keo, MPa

gỗ Hoa

1,0

gỗ Thông, gỗ Phong

0,8

Bạch đàn, Dương đỏ

0,7

Khi sử dụng các loại gỗ khác nhau trong cùng một sản phẩm thì yêu
cầu k 0,7, MPa
- Độ bền uốn tĩnh, modul đàn hồi theo chiều dọc theo bảng 1.8.
Bảng 1.8. Độ bền uốn tĩnh, modul đàn hồi theo chiều dọc sản phẩm
Tên cây
Bạch đàn

Thông

Hoa

MOE, MPa

3.500

4.000

4.500

MOR, MPa

25

30

35

Độ bền

+ Giá của coppha: Giá của coppha trên thị trường cung rất đa dạng,
các cơ sở có thể cho thuê hoặc bán coppha cho nhà thầu xây dựng, đơn vị
tính có thể bằng m2 hoặc m3 tuỳ theo từng loại. Giá quy đổi được thể hiện
trên b¶ng 1.9.


11

Bảng 1.9. Giá của một số loại coppha trên thị trường
ĐVT: VNĐ
TT

Chủng loại

ĐV

Đơn giá

Thành tiền

tính

(đồng)

(đồng)

1

Coppha thép mặt 200-300x2,2 ly

m3

16.074.000

16.074.000

2

Coppha thép mặt 200-300x2,5 ly

m3

16.245.000

16.245.000

3

Coppha ván dán chịu nước

m3

12.000.000

12.000.000

Nguồn: Đơn giá Công ty cổ phần cơ khí và vật liệu xây dựng Trịnh
Dương Hoàng Mai, Hà Nội.
1.3. Về nguyên liệu cây luồng
1.3.1. Tên gọi
- Tên Việt Nam: Cây luồng [1]
- Tên Khoa học: Dendrocalamus barbatus
1.3.2. Điều kiện sinh trưởng, phân bố
1.3.2.1. Điều kiện sinh trưởng
- Khí hậu: luồng có thân thẳng, tròn đều độ thon nhỏ, nhiều cành,
cành không có gai. Đường kính của cây từ: 10 -12 cm, chiều dài của thân
cây từ: 18 - 20m. Trọng lượng tươi của cây luồng nặng từ: 40 - 50 kg, cá
biệt có cây nặng trên 70 kg. Thân cây luồng cứng rắn, tỷ lệ cellulose khá
cao, 46,5% ở đoạn gốc và 57,7% ở đoạn giữa và đoạn ngọn. Luồng là loại
cây sinh sản theo kiểu hợp trục thành từng búi và khóm. Hàng năm luồng ra
măng vào mùa mưa từ tháng: 4 -10.
Cây luồng sinh trưởng và phát triển tốt tại- các vùng có mưa mùa
nhiệt đới. Khí hậu trong năm có hai mùa khô và mưa rõ rệt. Những nơi có

lượng mưa hàng năm từ: 1.600 - 2.000 mm, nhiệt độ trung bình không khí
mùa khô từ 11-240C, độ ẩm không khí lớn hơn 80% đều thích hợp cho cây
luồng phát triển. Luồng là cây ưa sáng không thể sống dưới bóng cây khác.


12

- Đất đai: luồng phát triển tốt ở những nơi còn tích chất đất rừng,
tầng đất còn dày lớn hơn 60 cm, đất xốp, ẩm, thoát nước. Đối với đất bạc
màu luồng sinh trưởng, phát triển kém. Đất trồng luồng không được ngập
úng, không phèn, không mặn[16],[19].
1.3.2.2. Phân bố
Do điều kiện khí hậu đất đai thích hợp, cây luồng được trồng và phát
triển mạnh tại các tỉnh Thanh Hoá, Hoà Bình, Hà Tây, Tuyên Quang, Hà
Giang,... Trong những năm gần đây, cây luồng được xác định là cây xoá
đói, giảm nghèo và là cây nguyên liệu cho công nghiệp sản xt giÊy[13].
DiƯn tÝch rõng tre, nøa, lng cđa ViƯt Nam thể hiện trên bảng 1.10.
Bảng 1.10. Diện tích rừng tre, nứa của Việt Nam phân theo các vùng
Đơn vị: ha
Vùng và tỉnh

1. Thanh Hoá

Diện tích
tự nhiên

Diện tích
rừng

Diện tích

rừng tre

Diện tích
rừng gỗ + tre

1.116.833

417.000

67.281

32.338

2. Bắc Cạn

479.554

195.357

5.393

17.735

3. Hà Giang

788.437

249.571

26.544

160.411

4. Lạng Sơn

818.275

237.536

10.864

2.494

5. Lao Cai

804.400

247.586

22.553

16.503

6. Phú Thọ

350.634

100.023

8.752

1.073

7.Quảng Ninh

611.081

203.483

16.558

17.785

8. Tuyên Quang

582.002

238.382

26.555

27.868

9. Yên Bái

688.292

258.918

23.865

10.141

10. Hoà Bình

474.942

167.787

9.070

2.939

11. Nghệ An

1.638.233

618.796

71.178

43.616

Nguồn: Số liệu Báo cáo kết quả tổng kiĨm kª rõng ViƯt Nam, 1-2001”


13

1.3.3. Cây luồng - nguồn nguyên liệu có giá trị, đa dạng và phong phú
của nước ta

Do đặc tính sinh trưởng, phát triển mạnh cây luồng là loài cây dễ
trồng, mọc nhanh, phân bố rộng và nhiều đặc tính kỹ thuật quý, từ xưa cây
luồng rất gần gũi với đời sống của nhân dân và gắn liền với lịch sử dựng
nước và giữ nước của dân tộc. Theo chiến lược phát triển lâm nghiệp giai
đoạn 2001-2010 [13],[19], nguồn nguyên liệu cây luồng yêu cầu rất lớn
như: công suất của các nhà máy chế biến giấy và bột giấy sẽ nâng gấp 5 lần
(5 triệu tấn/năm trong giai đoạn 2006 -2010). Hiện nay, luồng được sử
dụng làm nguyên liệu cho nhiều lĩnh vực của ngành Chế biến lâm sản, từ
nguyên liệu cây luồng đà hình thành nhiều sản phẩm mang giá trị kinh tế
cao như sản xuất hàng thủ công mỹ nghệ. Các cơ sở sản xuất hàng xuất
khẩu dùng nguyên liệu tre, luồng được thể hiện trên phụ biểu 16.
Hiện nay cả nước có khoảng 88 nhà máy, xí nghiệp và hàng trăm
làng nghề chế biến tre, nứa, luồng phục vụ nhu cầu trong nước và xuất
khẩu, các nhà máy, xí nghiệp này đang sử dụng nguồn nguyên liệu tre, nứa,
luồng để sản xuất (Thông tin khoa học kỹ thuật Lâm nghiệp, số 4, 2004),
trong đó có:
- 6 nhà máy chế biến giấy và bột giấy (sử dụng khoảng từ 20 -30%
nguyên liệu từ cây luồng)
- Làm hàng thủ công mỹ nghệ
- Ván ghép thanh
- Làm vật liệu xây dựng: ĐÃ được sử dụng từ rất lâu đời, và cây luồng nói
riêng và tre, nứa nói chung có sự gắn bó mật thiết đối với đời sống con người.
Trữ lượng rừng tre, nứa, luồng ở Việt Nam được thể hiện trên bảng 1.12.


14

Bảng 1.12. Diện tích và trữ lượng rừng tre, nứa, luồng ở Việt nam
TT

Loại rừng

1

Rừng tre, luồng tự nhiên

1.1

Diện tích (ha)

Trữ lượng(1000 cây)

1.415.552

8.304.693

Rừng tre, luồng thuần loài

789.221

5.863.091

1.2

Rừng tre, luồng hỗn giao

623.331

2.441.602

2

Rõng tre, lng trång

73.516

96.074

1.489.068

8.400.767

Tỉng céng:

Ngn: Sè liƯu “B¸o c¸o kÕt quả tổng kiểm kê rừng Việt Nam, 1-2001
Nhận xét: Qua nghiên cứu về sinh trưởng, phát triển và phân bố của
luồng cho thấy: luồng là loại nguyên liệu được phân bố rộng với diện tích
lớn, nguồn nguyên liệu này có chu kỳ phát triển nhanh và phù hợp với điều
kiện khÝ hËu cđa c¸c tØnh miỊn nói. Trong khi ngn nguyên liệu gỗ tự
nhiên ngày càng cạn kiệt, nguồn nguyên liệu gỗ rừng trồng có xu hướng
thay thế và đáp ứng nhu cầu sử dụng cho ngành xây dựng ngày càng lớn
trong đó có coppha. Do đó, cây luồng làm nguyên liệu cho việc sản xuất
ván coppha dùng trong xây dựng sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao đáp ứng
nhu cầu của thị trường.
1.4. Tính cấp thiết của luận văn
1.4.1. Lý do chọn luận văn
Cây luồng trồng phổ biến và đà hình thành rừng nguyên liệu ở tỉnh
Thanh Hoá, Hoà Bình, Tuyên Quang, Hà Giang và các tỉnh miền đông Nam
bộ. Luồng là loại sinh trưởng phát triển nhanh, chu kỳ khai thác ngắn. Hiện
nay, diện tích rừng tự nhiên của nước ta đang có xu hướng tăng lên. Tỷ lệ

che phủ vào khoảng trên 40% (Tiềm năng Việt Nam thÕ kû 21, NXB ThÕ
giíi, th¸ng 1/2004 ). Tuy nhiên, nhu cầu sử dụng gỗ cho xà hội ngày càng
cao về số lượng cũng như chất lượng nhất là cung cấp gỗ cho ngành xây
dựng. Do đó việc tận dụng gỗ và sử dụng có hiệu quả là vấn ®Ị cÇn quan


15

tâm. Đặc biệt là nguồn lâm sản ngoài gỗ trong đó có cây luồng. Cùng với
sự phát triển chung của đất nước, nhu cầu dùng ván coppha trong các công
trình xây dựng (đặc biệt là xây dựng các nhà cao tầng, khu chung cư) ngày
càng cao. Cây luồng có những tính ưu việt đó là: tính chất cơ học, vật lý
cao hơn các loại ván từ gỗ thông thường. So với coppha bằng kim loại cốt
pha từ nguyên liệu cây luồng có khả năng ứng dụng linh hoạt hơn, độ bền
cao, có khả năng chịu nước, hoá chất, va đập và dễ điều chỉnh kính thước.
1.4.2. Đòi hỏi thực tiễn cần giải quyết
Trong thực tiễn thường dùng coppha bằng kim loại, gỗ và nhựa và
coppha nhân tạo. Khi dùng cốt pha bằng kim loại chi phí cao khả năng ứng
dụng thấp, vận chuyển khó khăn, với tác động của môi trường như nước ta
coppha bằng kim loại thường bị rỉ, ngoài ra coppha bằng kim loại khó cưa
cắt, không linh hoạt khi sử dụng nhất là coppha ở dạng cong. Ngoài ra
coppha bằng kim loại giá thành rất cao, ưu điểm lớn nhất của coppha kim
loại là khả năng chịu lực lớn.
Gỗ dùng làm coppha rất phổ biến ở nước ta, nhưng coppha gỗ thường
hạn chế về đường kính và chủ yếu hiện nay sử dụng gỗ mọc nhanh rừng
trồng. Trong quá trình sử dụng, vật liệu gỗ hút ẩm từ môi trường lâu ngày
gây lên hiện tượng mục, coppha gỗ rất hạn chế về kích thước (chủ yếu là
chiều rộng), dễ cong vênh, mắt gỗ và cuối cùng ảnh hưởng lớn đến chất
lượng và tuổi thọ của coppha gỗ.
Coppha bằng tấm nhựa thường không được sử dụng bởi chi phí quá

lớn khả năng chịu lực thấp.
Khác với kim loại, gỗ và nhựa coppha được tạo ra từ cây luồng sẽ
khắc phục được những nhược điểm trên của các loại coppha thông thường,
cụ thể, loại coppha này rất bền trong môi trường và cả trong khi hút ẩm,
cường độ chịu lực cao và nguồn nguyên liệu phong phú, ổn định khả năng
ứng dụng linh hoạt.


16

1.4.3. ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiƠn cđa ln văn
- Đề tài là cơ sở khoa học để góp phần sử dụng hiệu quả cây luồng
vào lĩnh vực mới - làm coppha cho ngành xây dựng có ý nghĩa thực tiễn và
hiệu quả kinh tế.
- Làm cơ sở tính toán, lựa chọn thông số công nghệ và xây dựng quy
trình công nghệ để sản xuất ván coppha từ cây luồng.
- Đề tài làm tài liệu tham khảo cho các công trình nghiên cứu sử
dụng cây luồng trong công nghiệp chÕ biÕn ë ViÖt Nam.


17

Chương 2
Mục tiêu và phương pháp nghiên cứu
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Mục tiêu nghiên cứu dài hạn: Tìm giải pháp công nghệ, kỹ thuật để
tạo ván coppha từ nguyên liệu cây luồng.
- Mục tiêu nghiên cứu cụ thể: Nguyên cứu ảnh hưởng của áp suất ép (P)
tới một số tính chất chủ yếu cơ bản của ván coppha từ cây luồng. Trên cơ sở
đó đề xuất trị số áp suất ép ván hợp lý.

2.2. Phương pháp nghiên cứu
Đề tài được thực hiện theo phương pháp:
- Phương pháp kế thừa
- Phương pháp điều tra khảo sát
- Phương pháp thực nghiệm
- Sử dụng các tiêu chuẩn udc 647-419; GB 9846.9-88; ZB-B 70006-88;
LY/T 1005-2002; GB 9846.3; GB 9846.11 ®Ĩ kiĨm tra chÊt lượng sản phẩm.
- Xử lý số liệu theo phương pháp thống kê toán học.
2.2.1. Các yếu tố cố định
2.2.1.1. Nguyên liệu chính
- Cây luồng: Độ tuổi, thời vụ khai thác, địa điểm khai thác.
+ Độ tuổi: luồng được sử dụng trong luận văn có độ tuổi từ 3-5 năm.
+ Thời vụ khai thác: thời vụ khai thác vào khoảng tháng 1-2
+ Địa điểm khai thác: tại vùng lâm trường Lương Sơn, tỉnh Hoà Bình
2.2.1.2. Loại keo và lượng keo
- Loại keo được sử dụng là loại keo Phenol - Formaldehyde.
- Lượng keo được sử dụng là 150 g/m2
2.2.1.3. Thời gian ép: = 12 phút (thời gian duy trì áp st)
2.2.1.4 NhiƯt ®é Ðp: T =1400C


18

2.2.1.5. Kích thước sản phẩm:
Khối lượng thể tích, chiều dày sản phẩm, tỷ lệ kết cấu.
2.2.2. Yếu tố thay đổi
- Trị số áp suất ép thay đổi từ: 2,0 - 3,0 MPa
2.2.3. Các tính chất cần xác định
- Khối lượng thể tích ()
- Thông số ngoại quan của sản phẩm

- Trương nở chiều dày (S)
- Độ ẩm sản phẩm (W)
- Độ bền uốn tĩnh (MOR)
- Modul đàn hồi (MOE)
- Độ bền kéo trượt (k )
2.3. Nội dung nghiên cứu
2.3.1. Điều tra về nguyên liệu
2.3.2. Điều tra về sản phẩm
2.3.3. Xây dựng cơ sở lý thuyết để tính và lựa chọn trị số áp suất ép
2.3.4. Thực nghiệm tạo sản phẩm
2.3.5. Kiểm tra chất lượng sản phẩm
2.3.6. Phân tích, đánh giá kÕt qu¶


19

Chương 3
Cơ sở lý luận
3.1. Nguyên liệu
Tên Việt Nam: Cây luồng [1]
Tên khoa học: Dendrocalamus barbatus.

Hình 3.1. Cây luồng
3.1.1. Nguồn gốc của cây luồng
Cây luồng, tên khoa học (Dendrocalamus barbatus) thuéc chi
Dendrocalamus hä Bambusoidae lµ mét trong 1.250 loµi tre nứa thuộc 75 chi
hiện có trên thế giới [1]. Phân bố chủ yếu ở Thanh Hoá, Nghệ An và được di thực
ra trồng ở Hoà Bình và các tỉnh miền núi phía Bắc nước ta. Trong những năm gần
đây, do nhận thức được giá trị kinh tế từ việc phát triển cây luồng, nhiều địa
phương, đơn vị đà tích cực trồng luồng. Địa phương có rừng cây luồng được

trồng đó là: Thanh Hoá với diện tích khoảng 47.038 ha; Phú Thọ khoảng 27.000
ha; Nghệ An khoảng 17.000 ha; Hoà Bình khoảng 12.000ha; Yên Bái khoảng